Когда погаснет Солнце?
Астроном Владимир Кузнецов о красном гиганте, белом карлике и состоянии планет Солнечной системы после смерти Солнца.
Солнце — звезда третьего поколения. Это означает, что солнечное вещество уже два раза побывало в звездах. После Большого взрыва во Вселенной из-за флуктуаций плотности вещества образовывались клочки материи (уплотнения), которые стали сжиматься под действием самогравитации. В этих уплотнениях также началась фрагментация, которая привела к формированию многочисленных галактик, образовавших множество скоплений галактик. Таким же образом в галактиках образовались звезды, сформировавшие многочисленные скопления звезд внутри галактик.
Подобным образом образовалась некая звезда, которая при взрыве выбросила свое вещество. Из этого вещества снова образовалась звезда за счет самогравитации. Эта звезда жила какое-то время, а затем снова взорвалась. Вещество снова было разбросано, и из него образовалось Солнце. Именно поэтому Солнце считается звездой третьего поколения. При этом общий возраст Вселенной — примерно 10 млрд лет, а возраст Солнца — 4,5 млрд лет.
В основном Солнце состоит из водорода (около 73%) и гелия (около 25%), на долю других элементов приходится примерно 2%. На данном этапе эволюции Солнца в его ядре происходят ядерные реакции синтеза: выгорание водорода и превращение его в гелий. После того как в ядре Солнца выгорит весь водород, его горение будет продолжаться в перемещающемся наружу слое. При этом радиус Солнца будет увеличиваться, и Солнце превратится в звезду под названием красный гигант — огромный яркий шар, который поглотит и испепелит внутренние планеты Солнечной системы.
Затем Солнце станет крупнее во много раз и расширится примерно до орбиты Венеры. После полного выгорания водорода и гелия в ядре Солнце пройдет через стадию состояний, когда прекращаются ядерные реакции. В итоге оно превратится в звезду под названием белый карлик, который представляет собой плотную и мертвую звезду с радиусом, который примерно в 100 раз меньше радиуса сегодняшнего Солнца, а его светимость будет в 100–1000 раз меньше. Таким образом, постепенно Солнце закончит свое существование примерно через 5 млрд лет. Чтобы подсчитать время жизни Солнца, астрономы учли массу Солнца, скорости реакций и выделения ядерной энергии и определили, на сколько хватит солнечного топлива и массы при этой скорости выделения энергии.
Смерть Солнца через 5 млрд лет отразится и на Солнечной системе. На стадии красного гиганта Солнце расширится и поглотит Меркурий и Венеру. Раскаленная атмосфера красного гиганта поглотит Землю. Расширение Солнца не дойдет до Марса, и, возможно, там могут появиться условия, пригодные для жизни. В итоге на стадии белого карлика вокруг маленького Солнца будут вращаться останки уцелевших планет: Марса, Юпитера и Сатурна, которые будут сильно изменены во время фазы красного гиганта. Солнце будет иметь малую светимость, и Солнечная система будет представлять собой холодные планеты, вращающиеся вокруг маленькой холодной звезды.